10 阶段综合检测卷(二) 力的相互作用（Word练习）-【正禾一本通】2026年新高考物理高三一轮总复习高效讲义

阶段综合检测卷(二)　力的相互作用 (时间：90分钟　满分：100分)　　　　　　　　　　　　　　　　 【选择题】每小题4分 1．在班级晚会上，物理老师表演了一个节目——疯狂的石头，他将不规则的石头一层层叠了起来，看起来好像完全违背了物理原理和自然规律，令人称奇。事后，学生们开始用所学的物理知识进行了分析讨论，其中不正确的是(　　 ) A．王同学认为最上面的石头受到下面的石头对它的作用力方向竖直向上 B．胡同学认为最上面的石头受到下面的石头对它的作用力大小等于最上面石头自身的重力 C．俞同学认为最上面的石头的重心刚好在与下面的石头接触点的正上方 D．单同学认为如果最下面的石头是光滑的，这个魔术表演一定不会成功 2．吸盘式挂钩具有结构简单、使用方便、不需要进行钻孔等特点，广泛应用于家庭、办公室等场所。如图，通过按压吸盘表面，吸盘与墙壁之间的空气被排出，形成真空或负压，从而在吸盘与墙壁之间形成一种吸附力，将吸盘紧密吸附在竖直墙壁上。关于吸盘式挂钩的受力，下列说法正确的是(　　 ) A．吸盘式挂钩受到的吸附力是按照力的性质命名的 B．吸盘式挂钩受到的吸附力是由于墙壁发生弹性形变产生的 C．所挂重物的重力越大，吸盘式挂钩受到的摩擦力就越大 D．所挂重物的重力越大，吸盘式挂钩受到的吸附力就越大 3．防烫取物夹是生活中的常用工具，如图甲所示，我们可以用夹子夹住长方形托盘，侧视图如图乙所示。已知托盘的质量为m＝160 g，托盘侧边与竖直方向的夹角为θ＝53°，夹子与托盘两侧共有4个接触点，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。当托盘水平静止时，下列说法正确的是(　　 ) A．托盘与取物夹每个接触点处弹力的大小为0.24 N B．托盘与取物夹每个接触点处摩擦力的大小为0.32 N C．取物夹与托盘侧边接触点间的动摩擦因数的最小值为0.75 D．取物夹与托盘侧边接触点间的动摩擦因数的最小值为0.60 4．(2023·江苏无锡模拟)某同学利用图甲所示装置研究物块与长木板间的摩擦力。水平向左拉长木板，传感器记录的F－t图像如图乙所示。下列说法不正确的是(　　 ) A．物块与长木板先相对静止后相对运动 B．根据图乙中数据可得出物块与木板间的最大静摩擦力 C．根据图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数 D．5.0 s到5.2 s图像的波动是由于细线的弹性引起的 5．动力滑翔伞是飞行伞的一种，主要由滑翔伞与发动机两部分组成，是风靡世界的极限运动之一。起飞阶段，动力滑翔伞在空气的上升气流和发动机动力的联合作用下起飞。设在某次飞行的起飞阶段，质量为m的动力滑翔伞飞行员(可视为质点)沿着与竖直方向成60°角的倾斜直线加速飞行，如图所示。若加速度的大小等于重力加速度g，则伞绳和发动机对飞行员的合力大小和方向为(　　 ) A．mg，与竖直方向成30°角向上 B．mg，与竖直方向成30°角向上 C．mg，与竖直方向成60°角向上 D．mg，与竖直方向成60°角向上 6．如图所示，某中学航天课外活动小组在发射飞行器，升空后，飞行器斜向上运动，方向与竖直方向成53°角做匀加速直线运动，加速度大小为0.1g。若空气阻力大小为重力的0.1倍，g为重力加速度，飞行器的质量为m保持不变，则飞行器推力(不再考虑其他作用力， cos 53°＝0.6)的大小是(　　 ) A．mg B．mg C．mg D．mg 7．某创新实验小组制作一个半径为12.00 cm的圆环，将3个相同的弹簧的一端均匀固定在圆环上，另外一端固定打结，结点恰好在圆心O处，如图所示。已知弹簧(质量不计)的自然长度均为9.00 cm，弹簧的劲度系数k＝32.5 N/m。将圆环水平放置，在结点O处悬挂一瓶矿泉水，缓慢释放直至平衡时测得结点下降了5.00 cm，则矿泉水受到的重力大小为(　　 ) A．0.5 N B．1.3 N C．1.5 N D．3.9 N 8．如图所示，有40个质量相等的小球(可视为质点)，将它们用长度相等的轻绳依次连接，再将两端固定在天花板上，静止时，连接天花板的轻绳与水平方向夹角为30°。已知40颗小球的总重力为8 N，则第15颗小球与第16颗小球之间轻绳的张力大小为(　　 ) A．1 N B．3 N C．5 N D．7 N 【多选题】每小题6分 9．如图所示，半径为R的半圆形光滑轨道固定在竖直平面内，O为圆心，P为轨道最高点。中间有孔、质量为m的小球穿过圆弧轨道，轻弹簧一端固定在P点，另一端与小球相连，小球在M点保持静止，OM与OP夹角为θ＝60°。已知重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k，则(　　 ) A．小球可能只受到两个力的作用 B．小球一定发生了形变 C．轨道对小球的弹力大小为0.6mg D．轻弹簧的原长为R－ 10．如图所示，用OA、OB、OC三根不可伸长的轻质细线将小球悬挂在水平杆及其套筒上，细线OA的长度大于细线OB的长度，初始时细线OB与OA恰好垂直，现将套筒沿着杆向左缓慢移动少许的过程中(　　 ) A．细线OA的拉力一直增大 B．细线OB的拉力一直增大 C．细线OA的拉力先增大后减小 D．细线OB的拉力先增大后减小 11．(2023·广东惠州模拟)每个工程设计都蕴含一定的科学道理。如图甲为家用燃气炉架，其有四个对称分布的爪，若将总质量为m＝1 kg的锅放在图乙所示(侧视图)的炉架上，忽略爪与锅之间的摩擦力，已知锅是半径为R＝15 cm的球面，正对的两爪间距为d＝18 cm， g＝10 m/s2，则(　　 ) A．每个爪与锅之间的弹力大小为2.5 N B．每个爪与锅之间的弹力大小为3.125 N C．若锅的半径R越大，爪与锅之间的弹力越小 D．相正对的两爪间距d越大，爪与锅之间的弹力越小 12．如图所示，质量为m＝5 kg的物体放在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数 μ＝，g取10 m/s2。当物体做匀速直线运动时，下列说法正确的是(　　 ) A．牵引力F的最小值为25 N B．牵引力F的最小值为N C．最小牵引力F与水平面的夹角为45° D．最小牵引力F与水平面的夹角为30° 【非选择题】每小题8分 【材料】 13．(8分)如图所示，竖直墙面上有一悬物架，悬物架由三根轻质细杆构成，三根细杆的一端连接到同一顶点O，另一端分别连接到竖直墙壁上的A、B、C三个点，O、A、B、C点处分别是四个可以向各个方向自由转动的轻质光滑铰链(未画出)。在O点用轻绳悬挂一个质量为m的重物，已知AB＝AC＝BO＝CO，△BOC所在的面为水平面，∠BOC＝60°，重力加速度为g，求： (1)OA杆对墙壁的作用力大小；(4分) (2)OB杆对墙壁的作用力大小。(4分) 【非选择题】每小题10分 【材料】 14．(10分)一装置如图所示，表面粗糙的轻杆水平固定在竖直转轴的O点，质量为m的小圆环A套在轻杆上，A右侧轻杆上某处有一卡子(图中未画出)。一根长为2L、质量可忽略、不可伸长的细线两端分别固定于O和A处，质量也为m的小球B固定在细线的中点，装置静止时，细线与竖直方向的夹角为37°。现使装置由静止开始缓慢加速转动，当细线与竖直方向的夹角增大到53°时，A被卡子挡住，A、B间细线的拉力恰好为零，小圆环A受到的摩擦力与静止时大小相等、方向相反，重力加速度为g，cos 37°＝0.8，求： (1)装置静止时，轻杆对环A的摩擦力大小；(4分) (2)当A、B间细线的拉力恰好为零时，卡子对环A的弹力大小。(6分) 【非选择题】每小题12分 【材料】 15．(12分)我国打破西方国家的技术封锁在川西山区建成了亚洲最大的风洞群，目前拥有8座世界级风洞设备，具备火箭助推和飞艇带飞等飞行模拟试验能力。如图所示，风洞实验室中可以产生水平向右、大小可调节的风力，现将套有小球的足够长细直杆放入风洞实验室，小球质量m＝1.1 kg，小球孔径略大于杆直径，小球与杆间的动摩擦因数μ＝0.5，已知 sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取重力加速度g＝10 m/s2。 (1)当杆在水平方向固定时(如图甲)，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，求此时风力的大小。(5分) (2)当杆与水平方向夹角为37°时(如图乙)，调节风力的大小，使小球始终静止在杆上，求风力的大小范围。(小球和杆间的最大静摩擦力可以看成滑动摩擦力)(7分) 【非选择题】每小题14分 【材料】 16．(14分)如图所示，放在粗糙斜面(斜面固定不动)上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态，轻绳AO绕过光滑的定滑轮与轻质弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点。轻质弹簧中轴线沿水平方向，轻绳OC段与竖直方向的夹角θ＝53°，斜面倾角α＝53°，弹簧劲度系数为k＝200 N/m，弹簧的形变量x＝2 cm，物块A与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。 (1)求B物块的质量。(3分) (2)若物块A的质量为mA＝0.5 kg，求物块A受到的摩擦力大小及方向。(5分) (3)为了使A和B始终在图示位置处于静止状态，物块A的质量要满足什么条件？(6分) 阶段综合检测卷(二)　力的相互作用 1．解析：下面的石头对最上面石头的作用力与最上面石头的重力等大反向，方向竖直向上，故A、B正确，不符合题意；根据平衡条件可知，最上面的石头的重心刚好在与下面的石头接触点的正上方，故C正确，不符合题意；如果最下面的石头是光滑的，不会影响竖直方向的受力，这个魔术表演也会成功，故D错误，符合题意。 2．解析：吸附力是按照力的作用效果命名的力，A错误；吸附力本质上是一种气体压强差造成的力，不是墙壁的弹力，B错误；根据力的平衡条件可知，重物的重力增大时，吸盘式挂钩受到的吸附力保持不变，静摩擦力变大，C正确，D错误。 3．解析：对托盘进行受力分析，每个接触点处托盘所受支持力和摩擦力如图所示， 在每个接触点，取物夹对托盘的弹力大小为4FN＝mg sin θ，4Ff＝mg cos θ，则解得FN＝0.32 N，Ff＝0.24 N，故A、B错误；当取物夹与托盘之间的摩擦力恰好为最大静摩擦力，μ最小时，则Ff＝μFN，联立解得μ＝0.75，故C正确，D错误。 4．解析：根据题图乙可知，板块间开始是静摩擦力，后来是滑动摩擦力，所以，物块与长木板先相对静止后相对运动，故A正确，不符合题意；根据题图乙中数据可得出物块与木板间的最大静摩擦力约1.08 N，故B正确，不符合题意；根据题图乙可求得滑动摩擦力，但不知道正压力，无法计算动摩擦因数，故C错误，符合题意；5.0 s到5.2 s图像的波动是由于达到最大静摩擦力后，细线的弹性引起的，故D正确，不符合题意。 5．解析：起飞阶段对飞行员进行受力分析如图所示， 用F表示伞绳和发动机对飞行员作用力的合力，a为飞行员的飞行加速度，又a＝g，根据几何关系可知mg、ma与经平移后的F组成一个等腰三角形，两个底角为30°，因此F＝2mg cos 30°＝mg，从图中可知F与竖直方向成30°角向上，故B正确。 6．解析：对飞行器进行受力分析，如图所示， 根据牛顿第二定律有Fy＝mg sin 53°＝mg，Fx－Ff－mg cos 53°＝ma，解得Fx＝mg，根据力的合成有F＝mg，故B正确。 7．解析：由勾股定理可知，平衡时每根弹簧的长度均为 cm＝13.00 cm，每根弹簧的伸长量均为Δx＝4.00 cm，每根弹簧的弹力大小均为F＝kΔx＝1.3 N，根据竖直方向受力平衡可得矿泉水瓶受到的重力大小G＝3F cos θ＝3×1.3× N＝1.5 N，故C正确。 8．解析：以左侧20个小球为整体，令每个球的质量为m，受力分析如图(a)所示， 　　　 由共点力的平衡条件可知F＝ N，再以16到20这五个球为整体，受力分析如图(b)所示，根据共点力的平衡条件可得第15颗小球与第16颗小球之间轻绳的张力大小为F1＝ N＝7 N，D正确。 9．解析：小球一定受重力、弹簧的拉力和圆环的支持力作用，选项A错误； 小球对圆环有压力作用，可知小球一定发生了形变，选项B正确； 由图可知FT和FN与竖直方向的夹角均为60°，可知FT＝FN，则2FNcos 60°＝mg，则轨道对小球的弹力大小为FN＝mg，选项C错误；根据FT＝mg＝k(R－L)，可得轻弹簧的原长为L＝R－，选项D正确。 10．解析：受力分析如图所示， 随着套筒沿着杆向左缓慢移动少许的过程中，小球仍然处于平衡状态，但β与θ增大，由图可得FT1与FT2增大，故A、B正确。 11．解析：设每个爪对锅的弹力与水平方向的夹角为θ，则cos θ＝，即θ＝53°，由平衡得4FNsin 53°＝mg，每个爪与锅之间的弹力大小为FN＝3.125 N，A错误，B正确；若锅的半径R越大，则θ越大，则爪与锅之间的弹力越小，C正确；相正对的两爪间距d越大，则θ越小，则爪与锅之间的弹力越大，D错误。 12．解析：分析物体受力情况，受到重力、支持力、拉力、摩擦力，建立直角坐标系进行力的分解，如图所示，根据平衡条件得F cos θ＝Ff，根据摩擦力的计算公式可得＝μFN＝μ(mg－F sin θ)，联立解得F＝，其中tan β＝，则β＝60°，所以F的最小值为Fmin＝＝25 N，此时θ＝90°－60°＝30°，故A、D正确。 13．解析：(1)O、A、B、C点处分别是四个可以向各个方向自由转动的轻质光滑铰链，则轻杆作用力方向只能沿杆，根据几何知识可知△BOC和△ABC为全等的正三角形，两三角形所在平面相互垂直，故可知AO杆与竖直方向夹角为45°，对O点，根据竖直方向平衡条件有 FTOAsin 45°＝mg 解得FTOA＝mg 结合牛顿第三定律可知OA杆对墙壁的作用力大小为mg。 (2)对O点，根据水平方向平衡条件可得OB和OC杆合力为 FT＝FTOAcos 45°＝mg 根据力的分解，可知OB杆对O的作用力大小为FTOB＝mg 结合牛顿第三定律可知OB杆对墙壁的作用力大小为mg。 答案：(1)mg　(2)mg 14．解析：(1)装置静止时，对小圆环A和小球B受力分析如图 对A有Ff＝FT′sin 37°① 对B，两段绳子对B的拉力相等并且合力跟重力平衡，根据力的合成，可得 2FTcos 37°＝mg② 根据牛顿第三定律，可得FT′＝FT③ 联立①②③，解得轻杆对环A的摩擦力大小为Ff＝mg。④ (2)设装置的角速度为ω，卡子对环A的弹力为F，对A，有 F＋Ff＝mω2·L⑤ 对B，有mg tan 53°＝mω2·L⑥ 联立④⑤⑥，解得F＝mg。 答案：(1)　(2) 15．解析：(1)小球在杆上做匀速运动，对小球进行分析有F1＝μFN FN＝mg 解得F1＝5.5 N。 (2)若小球即将上滑，对小球进行分析，如图(a)所示 则有F2cos 37°＝mg sin 37°＋Ff1 FN1＝F2sin 37°＋mg cos 37° Ff1＝μFN1 解得F2＝22 N 若小球即将下滑，对小球分析如图(b)所示 则有F3cos 37°＋Ff2＝mg sin 37° FN2＝F3sin 37°＋mg cos 37° Ff2＝μFN2 解得F3＝2 N 故风力的大小范围为2 N≤F≤22 N。 答案：(1)5.5 N　(2)2 N≤F≤22 N 16．解析：(1)对O点进行受力分析，如图甲所示， 根据受力平衡可得FTsin θ＝F，FTcos θ＝mBg 又F＝kx＝200×0.02 N＝4 N 联立解得FT＝5 N，mB＝0.3 kg。 (2)对A受力分析如图乙所示， 由于G1＝mAg sin α＝4 N，FT′＝FT＝5 N 可知摩擦力方向沿斜面向下；大小为Ff＝FT′－G1＝5 N－4 N＝1 N。 (3)如果静摩擦力沿斜面向上且达到最大，如图丙所示 则有FT′＋Ffm＝m1g sin 53° 又Ffm＝μFN＝μm1g cos 53° 联立解得m1＝1 kg 如果静摩擦力沿斜面向下且达到最大，如图丁所示 根据受力平衡可得FT′＝m2g sin 53°＋Ffm 又Ffm＝μFN＝μm2g cos 53° 联立解得m2＝ kg 综上所述可知，为了使A和B始终在图示位置处于静止状态，物块A的质量要满足 kg≤m≤1 kg。 答案：(1)0.3 kg　(2)1 N，方向沿斜面向下　(3) kg≤m≤1 kg 学科网（北京）股份有限公司 $